| 研究課題/領域番号 |
19K12401
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分64030:環境材料およびリサイクル技術関連
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| 研究機関 | 宮崎大学 |
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研究代表者 |
西岡 賢祐 宮崎大学, 工学部, 教授 (00377441)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 水素 / 固体高分子 / 水電解 / PEM / 劣化 / 回復 / 固体高分子電解質膜 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
太陽光発電等の再生可能エネルギー由来の電力を用いた水電解により水素を生成する二酸化炭素フリー水素の大規模製造は、水素社会を再生可能エネルギーシステムにつなげる不可欠な技術である。水を水電解により真にエネルギー源にするためには莫大な量の純水を得る必要があり、水処理コストが水素製造コストを押し上げる危険性が高い。本研究では、固体高分子電解質膜を用いた水電解装置の不純物による劣化メカニズムを明らかにし、さらに、不純物により特性劣化した水電解装置に簡便な電気化学的処理を行い、装置にダメージを与えることなく不純物を除去する手法を確立し電解特性を回復させる。
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| 研究成果の概要 |
再生可能エネルギー由来の電力を用いた水電解により水素を生成する二酸化炭素フリー水素の大規模製造は、水素を再生可能エネルギーシステムにつなげる不可欠な技術である。固体高分子電解質膜（Polymer Electrolyte Membrane: PEM）を用いたPEM水電解は高効率で高純度な水素製造技術である。本研究では、PEM水電解装置の不純物による劣化メカニズムについて検証し、カチオンの膜への付着が劣化要因であることを定量的に明らかにした。不純物により特性劣化したPEM水電解装置に簡便な電気化学的処理を行い、装置にダメージを与えることなく不純物を除去する手法を確立し電解特性を回復させた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
PEM型のようなポリマー隔壁型の水電解装置では、装置保護のため原料として純水を用いることが必須であり、高純度な水の供給が推奨される。しかしながら、水を真にエネルギー源にするためには、莫大な量の純水を使用する必要があり、水処理コストが水素製造コストを押し上げる。不純物による劣化メカニズムを明らかにしたことにより、供給水の純度を下げることが検討できるようになる。さらに、劣化したPEMを簡便な処理で回復することができるため、メンテナンスコストが低減し、再生可能エネルギー由来水素の普及につながる。
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